如何將 N 位寫入 QByteArray

Question

我的任務是解碼 RTP 數據包並提取該數據包的有效負載（音頻數據）。 為了繞過所有 RTP header 字段，我有這個 function：

quint32 readNBitsByRange(quint32 position, quint32 count, const QByteArray &array)
{
    quint32 accuml = 0;
    while (count != 0) {
            const quint32 l = (8 - position % 8);
            const quint32 u = (l < count ? l : count);
            const quint32 f = (8 - u);
            accuml  <<= u;
            accuml   |= ((*(array.data() + position / 8) << (8 - l)) & (((1 << u) - 1) << f)) >> f;
            position += u;
            count    -= u;
    }
    return accuml;
}

作為 arguments，function 獲取將從中進行讀取的 position、位數以及應從中進行讀取的緩沖區。 感謝這個 function，我可以讀取所有 RTP header 字段。 使用此 function 的示例：

int main()
{
    // ... We get The RTP packet in binary form and write it to QByteArray ...
    QByteArray array;
    for (quint32 i = 0; i < rtpBinaryDataLength; ++i) {
        array.push_back(rtpBinaryData[i]);
    }
    
    // 0                   1                   2                   3
    // 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
    // +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
    // |V=2|P|X|  CC   |M|     PT      |       sequence number         |
    // +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
    // |                           timestamp                           |
    // +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
    // |           synchronization source (SSRC) identifier            |
    // +=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+
    // |            contributing source (CSRC) identifiers             |
    // |                             ....                              |
    // +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
    
    quint16 rtpVersion   = readNBitsByRange(0x000, 0x002, array);
    quint16 rtpPadding   = readNBitsByRange(0x002, 0x001, array);
    quint16 rtpExtension = readNBitsByRange(0x003, 0x001, array);
    
    // .. And so on ...
}

一切正常。 但這就是問題所在，現在我有一個任務要將 RTP 數據包值寫入 QByteArray，我不知道該怎么做，我們只知道，例如，4 個字段的值（V.P、X、CC ) 的 RTP 數據包必須寫入緩沖區的第一個字節。

我想要一個示例 function，喜歡閱讀，以便您可以輕松使用它。 function 的示例：

void writeNBits(quint32 position, quint32 count, quint32 val, QByteArray &array)
{
   // ...
}

我嘗試將所有值寫入 header，然后將它們寫入 QByteArray：

struct RtpHeader
{
    unsigned m_v :2; 
    unsigned m_p :1; 
    unsigned m_x :1; 
    unsigned m_cc:4; 
    unsigned m_m :1; 
    unsigned m_pt:7; 
    uint16_t m_sn;   
    uint32_t m_tm;   
    uint32_t m_ssrc;   
};

int main(int argc, char *argv[])
{
    RtpHeader hdr;
    
    hdr.m_v    = 2;
    hdr.m_p    = 0;
    hdr.m_x    = 0;
    hdr.m_cc   = 0;
    hdr.m_m    = 1;
    hdr.m_pt   = 8;
    hdr.m_sn   = 59133;
    hdr.m_tm   = 240;
    hdr.m_ssrc = 0xDEE0EE8F;

    QByteArray array(reinterpret_cast<const char*>(&hdr), sizeof(hdr));
    for (quint8 i = 0; i < 240; i++) {
        array.push_back(0xD5); // Silence 
    }

    QFile file("./rawRtpPacket.bin");
    file.open(QIODevice::WriteOnly);
    file.write(array);
    file.close();
    
    return EXIT_SUCCESS;
}

但這不是我應該得到的，例如：我應該收到 12 字節 header 的這些結果：

80 88 E6 FD  00 00 00 F0  DE E0 EE 8F

但我得到不同的結果：

02 11 FD E6  F0 00 00 00  8F EE E0 DE 

如果仔細觀察，從 4 個字節到 12 個字節，我必須鏡像這些值，但是以犧牲前兩個字節為代價，我無法理解為什么我得到一個完全不同的值。

我寫：V-2, P-0, X-0, CC-0 應該得到10000000 ，但我得到00000010

Answer 1

經過一番試驗，我發現了一種更正確的方法來將RTP數據包寫入QByteArray並意識到我之前的錯誤。 因此，我在QByteArray中編寫了正確的RTP數據包條目的示例版本：

class RtpHeader
{
public:

    quint16 m_vp:0x02;
    quint16 m_pf:0x01;
    quint16 m_xf:0x01;
    quint16 m_cc:0x04;
    quint16 m_mb:0x01;
    quint16 m_pt:0x07;
    quint16 m_sn;
    quint32 m_tm;
    quint32 m_ss;

};

class RtpHeaderEncoder
{
public:

    RtpHeaderEncoder(void)                                noexcept = delete;
    RtpHeaderEncoder &operator=(const RtpHeaderEncoder &) noexcept = delete;
    RtpHeaderEncoder &operator=(RtpHeaderEncoder &&)      noexcept = delete;
    RtpHeaderEncoder(const RtpHeaderEncoder &)            noexcept = delete;
    RtpHeaderEncoder(RtpHeaderEncoder &&)                 noexcept = delete;
   ~RtpHeaderEncoder(void)                                noexcept = delete;

    static QByteArray encode(const RtpHeader &hdr)  noexcept;

};

QByteArray RtpHeaderEncoder::encode(const RtpHeader &hdr) noexcept
{
    QByteArray array;

    if ((hdr.m_vp == 0x02) && (hdr.m_pf == 0x00) && (hdr.m_cc <= 0x0F) && (hdr.m_pt <= 0x12)) {

        QDataStream stream(&array, QIODevice::WriteOnly);
        stream << (((hdr.m_vp & 0x00003) << 0x01E)|
                   ((hdr.m_pf & 0x00001) << 0x01D)|
                   ((hdr.m_xf & 0x00001) << 0x01C)|
                   ((hdr.m_cc & 0x0000F) << 0x018)|
                   ((hdr.m_mb & 0x00001) << 0x017)|
                   ((hdr.m_pt & 0x0007F) << 0x010)|
                   ((hdr.m_sn & 0x0FFFF) << 0x000));

        stream << hdr.m_tm << hdr.m_ss;
    }
    return array;
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    RtpHeader hdr;
    hdr.m_vp = 2;
    hdr.m_pf = 0;
    hdr.m_xf = 0;
    hdr.m_cc = 0;
    hdr.m_mb = 0;
    hdr.m_pt = 8;
    hdr.m_sn = 1;
    hdr.m_tm = 201452158;
    hdr.m_ss = 111537764;

    QFile file("./rawRtpHeader.bin");
    file.open (QIODevice::WriteOnly);
    file.write(RtpHeaderEncoder::encode(hdr));
    file.close();
    
    return EXIT_SUCCESS;
}

這種方式既更加安全，又能保證固定RTP包header的所有字段都填寫正確。 如果您需要填充QByteArray和payload ，那么在用 package header 填充數組之后，我們編寫 payload 本身。

PS如果有任何與代碼相關的問題或意見，我會很樂意回答並接受批評。